1.一种电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于,包括:
数据采集模块:用于采集电气设备的常规参数信息、环境参数信息、设备运行状态参数信息和电网参数信息;
数据处理模块:用于将数据采集模块采集到的数据输入,并对输入的数据进行数据的清洗和校正,并将处理后的数据输入至监测分析模块;
监测分析模块:基于环境参数信息中的电气设备所处环境的实时气压、实时温度和实时湿度来分析功率基准的偏差程度,并通过实时电磁干扰强度,分析电磁干扰对电气设备功率的影响,以输出设备功率基准的偏移系数;
基于设备功率基准的偏移系数和电气设备的常规参数信息中的电气设备的实际功率,先输出修正后的功率数据,接着将电网参数信息中的电网实时频率信息和谐波含量信息进行结合,以分析功率的波动情况,最终输出电气设备功率的波动稳定值;
基于设备功率基准的偏移系数和电气设备功率的波动稳定值,并结合电气设备的额定功率来分析功率偏差情况,并通过设备运行状态参数信息中的历史故障数据和电网参数信息中的相间不平衡度信息,以输出电气设备处于异常功率状态的风险程度;
管理模块:用于输入监测分析模块输出的参数,据此分析和判断电气设备的功率运行状态的稳定性;
所述监测分析模块包括功率基准偏移子模块、功率波动子模块和综合异常功率风险子模块;
所述功率基准偏移子模块的计算公式如下:
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其中,KL指代设备功率基准的偏移系数,KLA指代电气设备所处环境的实时温度与设备最佳工作温度差值,KLB指代电气设备的运行时长,KLC指代电气设备的设计最大运行时长,KLD指代电气设备周围环境的实时湿度与适宜湿度的差值,KLE指代电气设备周围环境的实时气压与标准气压的差值,KLF指代电气设备所处环境下实时电磁干扰强度,KLG指代电气设备所处环境下正常电磁干扰强度,KA指代温度的权重系数,KB指代设备老化的权重系数,KC指代湿度的权重系数,KD指代气压的权重系数,KE指代电磁干扰的权重系数;
所述功率基准偏移子模块是将电气设备所处环境的实时气压、实时温度和实时湿度分别与电气设备所处环境的标准气压、最佳工作温度和适宜湿度进行比较,以输出电气设备周围环境的实时气压与标准气压的差值、电气设备所处环境的实时温度与设备最佳工作温度的差值和电气设备周围环境的实时湿度与适宜湿度的差值,并基于气压、温度和湿度的差值分析,来判断电气设备的功率的偏移情况;
再通过电气设备所处环境下实时电磁干扰强度与电气设备所处环境下正常电磁干扰强度的比值,来反映电磁干扰的异常程度,从而确定电磁干扰对功率基准的影响大小;
接着通过电气设备的运行时长与电气设备的设计最大运行时长的比值,来反应设备的老化程度,从而最终结合多项因素来输出设备功率基准的偏移系数。
2.根据权利要求1所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:
所述功率波动子模块首先基于设备功率基准的偏移系数与电气设备的实际功率的结合,来计算出修正后的功率数据;
之后基于修正后的功率数据在一定时间内,采集到n个修正后的功率数据,分别计算出修正后电气设备功率的标准差和修正后电气设备功率的平均值,修正后电气设备功率的标准差反映了修正后的功率数据相对于修正后电气设备功率的平均值的离散程度,用于衡量功率波动的相对大小;
接着将电网实时频率与电网额定频率进行差值分析,以评估电网频率的不稳定对电气设备的运行和功率输出波动的影响;
然后将总谐波失真度纳入功率的波动分析中,谐波含量过高会导致电压和电流波形的畸变,进而引起功率波动的增加,从而最终结合多项因素来输出电气设备功率的波动稳定值。
3.根据权利要求2所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:
所述综合异常功率风险子模块将设备功率基准的偏移系数和电气设备功率的波动稳定值通过加权相加进行结合,以从两个角度反映设备功率状态与异常风险的关系;
然后将电气设备的额定功率与电气设备的实际功率进行差值分析,以分析电气设备实际功率与额定功率的偏差对异常功率风险的影响;
之后通过电气设备在一定时间内的历史故障次数与电气设备在一定时间内的总运行次数的比值来分析设备的故障频率,以及基于电气设备三相之间电流的不平衡程度来评估电气设备相间不平衡度,进而最终输出电气设备处于异常功率状态的风险程度。
4.根据权利要求1‑3中任意一项所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:所述数据采集模块中的电气设备的常规参数信息具体为:
电气设备的实际功率、电压和电流,是通过功率传感器、电压传感器和电流传感器在电气设备的进线端进行实时监测,并将采集到的模拟信号通过模数转换器转换为数字信号,以传输至数据处理模块进行滤波处理,以去除明显的噪声干扰。
5.根据权利要求4所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:所述数据采集模块中的环境参数信息具体为:通过温度传感器、湿度传感器和气压传感器,分别采集电气设备的温度、湿度和气压数据,然后对温度、湿度和气压数据进行校正处理和消除误差;
通过在电气设备周边一定范围内布置电磁干扰传感器,来采集实时电磁干扰数据,并对电磁干扰数据进行频谱分析,去除背景噪声干扰,以最终向数据处理模块传输电气设备所处环境下实时电磁干扰强度。
6.根据权利要求5所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:所述数据采集模块中的设备运行状态参数信息具体为:通过电气设备自身的运行记录系统获取设备的累计运行时长,并通过设备技术手册获取设备的设计最大运行时长,最终向数据处理模块传输电气设备的运行时长和电气设备的设计最大运行时长;
通过从设备的故障记录数据库获取电气设备的历史故障数据,并统计一定时间内的历史故障次数和一定时间内的总运行次数,然后对历史故障数据进行分类整理,分析故障类型与发生时间。
7.根据权利要求1所述的电气设备异常功率状态监测系统,其特征在于:所述数据采集模块中的电网参数信息具体为:通过频率传感器采集电气设备的电网实时频率信息,并对频率信息进行平滑处理,去除高频噪声干扰,以最终向数据处理模块传输电网实时频率和电网额定频率;
通过谐波分析仪监测电气设备电流中的总谐波失真度,然后对谐波数据进行分析,确定各次谐波的含量与分布,并传输至数据处理单元;
通过在电气设备的三相电路中安装电流互感器实时采集三相的电流值,对采集到的三相电路中的不平衡数据进行实时监测与记录,传输至数据处理单元。